ES2324664T3 - Proceso de destintado de pasta de papel y celda de flotacion utilizada para este proceso. - Google Patents
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Abstract
Proceso de destintado de pasta de papel en el cual la pasta a destintar es puesta en circulación en una celda de flotación (1; 30) que comporta un recinto (2; 31) de eje vertical (A-A), desplazándose la pasta hacia abajo pasando sucesivamente por una pluralidad de niveles (E1, ... En) en cada uno de los cuales es atraversada por burbujas de aire introducidas en la parte baja del recinto y que se desplazan hacia arriba pasando por pasos de burbujas (13) previstos entre los niveles sucesivos, mezclándose las burbujas con la pasta y separándose de nuevo de la misma en cada nivel para formar, cuando llegan arriba, una espuma (5) cargada de partículas hidrófobas que es evacuada, siendo la pasta de papel destintada evacuada en la parte baja del recinto y, durante su desplazamiento hacia abajo, guiada por medios de guiado (12; 32) que se extienden a ambos lados del eje (A-A) de dicho recinto de modo que formen un trayecto de guiado en el cual son previstos dichos pasos de burbujas (13), siendo las burbujas en el interior de cada nivel (En, ... E1) susceptibles de subir siguiendo la cara inferior de dichos medios de guiado (12; 32) de modo que lleguen en dichos pasos de burbujas (13) para pasar a un nivel superior, caracterizado por que se crea una aceleración de la velocidad de la pasta en el lugar de dichos pasos de burbujas (13) para así aspirar las burbujas que salen de dichos pasos para mezclarlas con la pasta, siendo dicha aceleración de la pasta obtenida reduciendo progresivamente la sección de paso de la pasta en dichos medios de guiado (12; 32) inmediatamente a monte de dichos pasos de burbujas.
Description
Proceso de destintado de pasta de papel y celda
de flotación utilizada para este proceso.
La presente invención se refiere a un proceso de
destintado de pasta de papel y a una celda de flotación utilizada
para este proceso.
La presente invención concierne en particular el
destintado de la pasta de papel que procede de papel usado que se
desea reutilizar.
El papel usado es en primer lugar llevado al
estado de pasta mediante un aparato usualmente llamado pulpador y
esta pasta es a continuación limpiada de sus diversos cuerpos
extraños, llamados contaminantes, haciéndola pasar a través de
cribas. Sin embargo, tras esta eliminación de los contaminantes, la
pasta contiene partículas de tinta que hay que eliminar para obtener
un papel de calidad.
La pasta limpiada de los cuerpos extraños
gruesos comporta tres tipos de componentes, es decir, las fibras,
los finos, que son el complemento de las fibras de la parte no
mineral, y las cargas, que constituyen la parte mineral
restante.
Una de las etapas del tratamiento de la pasta de
papel es el destintado que, en general, comprende la inyección de
aire en la pasta para crear burbujas de aire en las paredes de las
cuales se fijan las partículas de tinta. Por medio de esta
operación de aireación se hace aparecer a la superficie de la pasta
de papel una espuma constituida de burbujas cuyas paredes retienen
partículas de tinta. Esta espuma es a continuación evacuada.
En general, para aumentar la probabilidad de
captura de las partículas de tinta, se favorece el tiempo de
contacto entre la pasta y las burbujas y a tal fin, es deseable
tener un flujo de burbujas y de pasta que se mezclan cuanto antes y
burbujas que permanecen el mayor tiempo posible en el flujo de
pasta. Un tamaño pequeño de las burbujas también permite favorecer
esta probabilidad de captura.
Para optimizar el tratamiento en función de
estos conocimientos es conocido de la demanda de patente francesa
FR 9402886 de la demandante un proceso de destintado mediante
burbujas de aire que consiste en crear en un recinto, mediante
sucesivas recirculaciones de la pasta de un nivel a otro hacia abajo
en el recinto, un movimiento descendiente de la pasta de papel,
siendo este movimiento cruzado por un movimiento ascendiente de
burbujas, de modo que a cada nivel el flujo de pasta sea atravesado
por un flujo de burbujas prácticamente perpendicular al flujo de
pasta.
Este proceso es implementado en una celda de
flotación cuyo papel principal es la eliminación de la tinta y la
extracción de la espuma formada a la superficie. Sin embargo, si
bien las burbujas de aire capturan las partículas de tinta que son
hidrófobas, también arrastran algunas fibras que son entonces
eliminadas con las espumas.
Para limitar las pérdidas de fibras durante este
tratamiento por flotación, la demandante propone en su demanda de
patente francesa FR 9 715 839 un proceso con contralavado de las
burbujas por una alimentación de agua en la parte alta del recinto
de la celda de flotación.
Asimismo, en la patente europea EP 0 674 040 se
propone a cada nivel entradas/salidas hacia un sistema de reciclaje
de la pasta de papel, estando cada sistema de reciclaje provisto de
una bomba para reinyectar la pasta de papel hacia el nivel
inferior. El bombeo provoca la aceleración de la velocidad de la
pasta de papel, para alcanzar la velocidad necesaria para el
funcionamiento del dispositivo.
Si bien estas celdas de flotación dan
generalmente satisfacción, su consumo de energía es relativamente
alto. Por otro lado, la mayor parte de los desperdicios se produce
durante la flotación y sería deseable reducir estos desperdicios
que en general constan de un 10% de fibras, de un 30% de finos y de
un 60% de cargas. Es en particular la pérdida de fibras que habría
que limitar, de modo que se ahorre la materia prima noble.
Así, el objeto de la invención es proponer un
proceso y una celda de flotación que permiten reducir el consumo de
energía, limitar los descartes, pero también permitir una mayor
modularidad de lo que es el caso de las celdas actua-
les.
les.
Un objeto de la invención es un proceso de
destintado de pasta de papel en el cual la pasta a destintar es
puesta en circulación en una celda de flotación que comporta un
recinto de eje vertical, desplazándose la pasta hacia abajo pasando
sucesivamente por una pluralidad de niveles en cada uno de los
cuales es atraversada por burbujas de aire introducidas en la parte
baja del recinto y que se desplazan hacia arriba pasando por pasos
de burbujas previstos entre los niveles sucesivos, mezclándose las
burbujas con la pasta y separándose de nuevo de la misma en cada
nivel para formar, cuando llegan arriba, una espuma cargada de
partículas hidrófobas que es evacuada, siendo la pasta de papel
destintada evacuada en la parte baja del recinto y, durante su
desplazamiento hacia abajo, guiada por medios de guiado que se
extienden a ambos lados del eje de dicho recinto de modo que formen
un trayecto de guiado en el cual son previstos dichos pasos de
burbujas, siendo las burbujas en el interior de cada nivel
susceptibles de subir siguiendo la cara inferior de dichos medios de
guiado de modo que lleguen en dichos pasos de burbujas para pasar a
un nivel superior, caracterizado por que se crea una aceleración de
la velocidad de la pasta en el lugar de dichos pasos de burbujas
para así aspirar las burbujas que salen de dichos pasos para
mezclarlas con la pasta, siendo dicha aceleración de la pasta
obtenida reduciendo progresivamente la sección de paso de la pasta
en dichos medios de guiado inmediatamente a monte de dichos pasos
de burbujas.
Según otras características de la invención:
- -
- la relación entre la velocidad de circulación de las burbujas y la velocidad de circulación de la pasta está ventajosamente comprendida entre 0,5 y 2, preferiblemente entre 0,7 y 1,3;
- -
- se disponen dichos medios de guiado de modo que formen un trayecto de guiado que presenta la forma de un ensanchamiento al menos en una porción que se extiende a valle de dichos pasos de burbujas.
- -
- se disponen dichos medios de guiado de modo que formen un trayecto de guiado de sección sustancialmente constante al menos en una porción que se extiende a valle de dichos pasos de burbujas;
- -
- se disponen dichos medios de guiado de modo que formen un trayecto de guiado que es ascendiente en el sentido de flujo de la pasta y que se extiende al menos en una porción a valle de dichos pasos de burbujas;
- -
- se disponen dichos medios de guiado de modo que formen un trayecto de guiado helicoidal;
- -
- se disponen dichos medios de guiado de modo que formen un trayecto de guiado en zigzag;
- -
- se concentran las burbujas liberadas de la pasta en un espacio libre previsto inmediatamente debajo de cada paso de subida de burbujas;
- -
- se impide la subida de las burbujas inmediatamente detrás de dichos pasos de burbujas para obligar que las burbujas pasen directamente por dichos pasos;
- -
- a cada nivel, las burbujas de aire que salen de dichos pasos de burbujas son distribuidas sobre toda la anchura del trayecto de guiado de la pasta;
- -
- se desvía, antes de su llegada en la parte baja, toda o parte de la pasta hacia un circuito de recirculación para reinyectarla en dicha parte baja del recinto, siendo dichas burbujas además separadas de la pasta reinyectada en una zona de separación definida en dicha parte baja del recinto;
- -
- dicho circuito de recirculación en el cual se hace recircular la pasta comprende un contenedor de pasta;
- -
- se evacúa la pasta destintada por una salida principal en la parte baja de dicho recinto, siendo dicha salida principal puesta en comunicación con un elemento tubular central por el cual la pasta es susceptible de subir;
- -
- la pasta destintada es de nuevo alimentada hacia dicho contenedor de pasta que entrega los aceptados finales;
- -
- se colocan varias celdas en batería conectándolas a un circuito de recirculación común;
- -
- se conecta el conjunto de las celdas a un contenedor de pasta auxiliar común que se utiliza para distribuir la pasta a destintar antes de alimentar dichas celdas.
Otro objeto de la invención es un recinto de eje
vertical que comporta en su parte alta una entrada principal para
la pasta a destintar y en su parte baja una salida principal para
evacuar la pasta destintada, desplazándose la pasta hacia abajo
pasando por niveles sucesivos provistos de pasos de burbujas
introducidas en la parte baja del recinto y que pasan por dichos
pasos de un nivel a un nivel superior al tiempo que se mezclan de
nuevo con la pasta, subiendo dichas burbujas hasta en la parte alta
en la cual forman una espuma cargada de partículas hidrófobas y
evacuada por una salida de evacuación de espuma, comportando dicha
celda medios de guiado de la pasta que se extienden a ambos lados
del eje de dicho recinto de modo que formen un trayecto de guiado
de la pasta y en los cuales son previstos dichos pasos de burbujas,
siendo dichos medios de guiado en su cara inferior inclinados hacia
arriba para el guiado de las burbujas liberadas de la pasta hacia
dichos pasos de burbujas, caracterizado por que dicha celda
comporta órganos de estrechamiento que se extienden en el interior
del trayecto de guiado de modo que se reduzca progresivamente la
sección de paso de la pasta inmediatamente a monte de dichos pasos
de burbujas de cada nivel de la celda, para crear una aceleración de
la velocidad de la pasta en el lugar de dichos pasos de burbujas,
para así aspirar las burbujas que salen de dichos pasos para
mezclarlas con la pasta.
Según otras características de la invención:
- -
- dicho trayecto de guiado formado por dichos medios de guiado tiene una forma helicoidal;
- -
- dicho trayecto de guiado formado por dichos medios de guiado tiene una sección sustancialmente constante al menos en una porción que se extiende a valle de dichos pasos de burbujas;
- -
- dicho trayecto de guiado formado por dichos medios de guiado es ascendiente en el sentido de flujo de la pasta y se extiende al menos en una porción a valle de dichos pasos de burbujas;
- -
- dicho trayecto de guiado formado por dichos medios de guiado tiene una forma en zigzag;
- -
- la celda comporta órganos de estrechamiento que se extienden en el interior del trayecto de guiado de modo que se reduzca progresivamente la sección de paso de la pasta inmediatamente a monte de dichos pasos de burbujas de cada nivel de la celda;
- -
- las burbujas liberadas de la pasta son concentradas en un espacio libre previsto a cada nivel inmediatamente debajo de cada paso de subida de burbujas;
- -
- la celda comporta un órgano que forma un obstáculo a la subida de las burbujas dispuesto en la cara inferior de dichos medios de guiado inmediatamente detrás de dichos pasos de burbujas;
- -
- dicho órgano que forma un obstáculo conecta la cara superior de dichos órganos de estrechamiento a la cara inferior de los medios de guiado;
- -
- les pasos de burbujas comprenden a cada nivel al menos una entrada de burbujas en la cara inferior de los medios de guiado y al menos una salida de burbujas en la cara superior de los mismos, siendo dicha salida de burbujas desfasada hacia el lado a valle respecto a dicha entrada de burbujas, en el sentido de flujo de la pasta en dicha salida de burbujas;
- -
- cada nivel comprende una pluralidad de pasos de burbujas yuxtapuestos sobre toda la anchura del trayecto de guiado de la pasta;
- -
- dicha pluralidad de pasos de burbujas comportan una entrada de burbujas en común;
- -
- dichos pasos de burbujas comportan un elemento alargado cuyo extremo a valle forma dicha salida de burbujas, mientras que su extremo a monte es cerrado por un elemento inclinado en el sentido de flujo de la pasta;
- -
- dicho elemento alargado presenta en sección una forma en V cuyo vértice está dirigido hacia arriba;
- -
- dicha celda de flotación comporta una salida secundaria a través de la cual la pasta es además desviada hacia un circuito de recirculación para a continuación ser reinyectada a través de una entrada secundaria en el recinto, siendo dicha salida secundaria asociada con elementos transversales que permiten desviar toda o parte de la pasta hacia dicho circuito de recirculación a través de dicha salida secundaria;
- -
- dicha celda de flotación comprende una zona de separación de las burbujas definida en la parte baja del recinto para separar dichas burbujas de la pasta reinyectada a través de dicha entrada secundaria antes de ser evacuada a través de dicha salida principal;
- -
- dicho circuito de recirculación comprende un contenedor de pasta;
- -
- dicha salida principal de la pasta en la parte baja de dicho recinto está en comunicación con un elemento tubular central por el cual la pasta destintada es susceptible de subir para ser evacuada de la celda;
- -
- dicha salida principal está conectada a dicho contenedor de pasta que entrega los aceptados finales;
- -
- varias celdas son dispuestas en batería y conectadas a un circuito de recirculación común;
- -
- todas las celdas son conectadas a un contenedor de pasta auxiliar común dispuesto a monte de dichas entradas principales de dichos recintos.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán claramente de la descripción que sigue de dos modos de
realización no limitativos de la invención, con referencia a las
figuras adjuntas en las cuales:
- la figura 1 es un esquema que ilustra una
celda de flotación según la invención con indicación de los sentidos
de circulación de la pasta de papel;
- la figura 2 es un esquema que ilustra una
celda de flotación según la invención dispuesta en serie con otras
celdas idénticas;
- la figura 3 es un esquema que ilustra las vías
de circulación de la pasta y de las burbujas en el interior de una
celda de flotación según la invención;
- la figura 4 es una vista en perspectiva
esquemática del interior de una celda de flotación según la
invención;
- la figura 5 es una vista en perspectiva
similar a la vista mostrada en la figura 4, girada de 90º;
- la figura 6 es una vista esquemática en
sección longitudinal de la parte baja de una celda según la
invención;
- la figura 7 es una vista esquemática en
sección transversal de la parte inferior de la celda de la figura 6
según la línea B-B de la misma;
- la figura 8 es un diagrama de flujo que
ilustra los flujos de circulación de la pasta de papel y de las
burbujas de aire entre dos niveles de una celda según la
invención;
- la figura 9 es una vista parcial en
perspectiva y desde abajo del interior de una celda según la
invención;
- la figura 10 es una vista desde arriba de un
nivel de una celda según la invención;
- las figuras 11 y 12 son vistas en sección
respectivamente desde arriba de algunos elementos de la figura
10;
- la figura 13 es una vista esquemática en
sección longitudinal de otro modo de realización de la celda según
la invención;
- la figura 14 es una vista lateral esquemática
de la celda de la figura 13;
- la figura 15 muestra más en detalle un paso de
burbujas de la figura 13;
- la figura 16 es una vista esquemática, parcial
y en sección longitudinal de otro modo de realización de la celda
según la invención;
- la figura 17 muestra más en detalle un paso de
burbujas de la figura 16.
En las figuras, los elementos idénticos o
equivalentes llevarán los mismos signos de referencia.
Un primer modo de realización de la invención es
ilustrado en las figuras 1 a 12.
La celda de flotación 1 comprende un recinto 2
de eje vertical A-A. En este primer modo de
realización, este recinto es cilíndrico. Comporta en su parte alta
una entrada principal 3 de la pasta de papel a destintar y en su
parte baja una salida principal 4 de la pasta destintada.
La pasta a destintar es alimentada bajo una
determinada presión en la entrada principal 3 y se desplaza hacia
abajo pasando por niveles sucesivos E1, ... En, para finalmente ser
evacuada por la salida principal 4.
Durante su desplazamiento hacia abajo, la pasta
pasa por estos niveles sucesivos E1, ... En que, en su parte
superior, son provistos de pasos de burbujas 13, siendo las burbujas
introducidas en la parte baja del recinto 2. El número "n" es
generalmente de aproximadamente 10 y corresponde por lo tanto a 10
niveles.
Las burbujas pasan por estos pasos 13 de un
nivel a un nivel superior, al tiempo que se mezclan de nuevo con la
pasta a cada nivel superior. Suben hasta en la parte alta en la cual
forman una espuma 5 cargada de partículas hidrófobas que es evacuada
a través de una salida de evacuación de espuma 6.
Se manda preferiblemente una contracorriente de
agua en la parte alta de la celda en la corriente de burbujas de
aire de destintado después de que las burbujas hayan atravesado la
pasta y se hayan cargado de partículas de tinta, de modo que la
contracorriente libere las partículas (fibras, finos o cargas)
arrastradas por estas burbujas de destintado y las arrastre. El uso
de tal contracorriente de agua es el objeto de la demanda de
patente FR9715839 ya mencionada y no se describirá más
detalladamente, ya que no tiene relación directa con la
invención.
La celda de flotación 1 puede también ser
conectada a un circuito de recirculación 7 de la pasta. Al llegar
en la parte baja del recinto 2 de la celda, la pasta puede ser
desviada hacia este circuito de recirculación 7 saliendo por una
salida secundaria 8. La pasta es a continuación reinyectada en la
parte baja del recinto a través de una entrada secundaria 9. El
circuito de recirculación comporta una bomba 10 y un inyector de
aire 11. El aire es así mezclado con la pasta antes de la
reinyección de la pasta en el recinto.
Preferiblemente y tal y como se muestra en las
figuras, toda la pasta puede ser desviada hacia el circuito de
recirculación y el conjunto del aire es añadido por este inyector.
Sería sin embargo posible desviar únicamente una parte de la pasta
hacia el circuito de recirculación y también prever una inyección de
aire complementario y separado en la parte baja del recinto 2.
Según una característica importante de la
invención, medios de guiado de la pasta 12 son previstos en el
interior del recinto 2, a ambos lados del eje A-A
de este último, de modo que formen un trayecto de guiado. En los
ejemplos ilustrados en las figuras 1 a 12, el trayecto de guiado
formado por estos medios de guiado 12 tiene una forma
helicoidal.
Los pasos de burbujas 13 son previstos en estos
medios de guiado 12 que, gracias a su forma helicoidal, son en su
cara inferior inclinados hacia arriba para el guiado de las burbujas
liberadas de la pasta hacia los pasos de burbujas 13 que serán
descritos más detalladamente a continuación.
De modo general, cada espira de esta forma
helicoidal define un nivel E con al menos un paso de burbujas 13.
Este paso de burbujas 13 forma una entrada para las burbujas
procedentes de un nivel inferior y una salida de estas burbujas
hacia un nivel inmediatamente superior. La pasta de papel entra al
principio de cada nivel inmediatamente a monte del paso de burbujas
del nivel, considerado en el sentido de flujo de la pasta. El
trayecto de subida de las burbujas está así totalmente separado del
trayecto de bajada de la pasta hacia la parte baja del recinto
2.
Cada nivel corresponde a un ciclo de tratamiento
de la pasta con introducción de las burbujas por el paso de
burbujas 13, mezclado de las burbujas con la pasta, separación de
las burbujas de la pasta y guiado de las burbujas hacia el paso de
burbujas que conduce las burbujas hacia el nivel inmediatamente
superior. Este ciclo es repetido a cada nivel, hasta que las
burbujas lleguen al nivel más alto donde forman una espuma 5.
Una zona de separación de las burbujas 14 puede
ser definida en la parte baja del recinto, entre la entrada
secundaria de la pasta 8 y la salida principal 4 de la pasta. Por
otro lado, esta zona de separación comporta, en el ejemplo
ilustrado en las figuras 4 y 5, también medios de guiado
helicoidales que forman en la misma dos espiras enteras.
Para desviar toda la pasta hacia el circuito de
recirculación 7, el recinto puede ser divido en su parte baja por
elementos transversales 15 asociados con la salida secundaria de
pasta 8. Las figuras 4 y 6 muestran de modo muy esquemático que
estos elementos transversales son dispuestos entre dos espiras
alrededor de esta salida secundaria, para desviar toda la pasta
hacia el circuito de recirculación 7.
La figura 7 muestra el fondo del recinto visto
en sección según la línea B-B en la figura 6. La
ubicación de la salida secundaria de pasta 8 y de la entrada
secundaria de pasta 9 es indicada en trazo interrumpido en una
vista desde arriba en la figura. Esta figura muestra que a
proximidad del fondo el trayecto de guiado definido por les medios
de guiado 12 es estrechado y desviado hacia el eje
A-A del recinto 2 en el cual está colocada la
salida principal 4. Así, en 90º de la forma cilíndrica del recinto,
el flujo de la pasta es desviado de aproximadamente 180º, para ser
dirigido hacia esta abertura de salida principal 4 colocada en el
centro.
La apertura principal 4 desemboca en un tubo de
evacuación 16 de la pasta. Este tubo 16 se extiende en el eje del
recinto 2 para desembocar en lo alto de este último. La figura 1
indica que los aceptados que salen de este tubo son a continuación
dirigidos por ejemplo hacia una cubeta de recuperación (no
representada).
Preferiblemente, el primer trozo en el interior
del tubo 12 comporta un elemento que forma una artesa (no
representada) inclinada de aproximadamente 45º hacia arriba para
facilitar la subida de la pasta en el tubo.
La figura 7 muestra además un tubo de drenaje 17
conectado a un agujero 18 en el fondo del recinto 2 para permitir
el vaciado de este último.
Según una característica importante de la
invención, órganos de estrechamiento 19 son previstos en el trayecto
de guiado definido por los medios de guiado 12. Estos órganos de
estrechamiento son dispuestos a cada nivel de modo que se reduzca
progresivamente la sección de paso de la pasta inmediatamente a
monte de los pasos de burbujas 13 de cada nivel de la celda 1. Esta
reducción de la sección de paso de la pasta resulta en la creación
de una aceleración de la velocidad de la pasta en este lugar bien
definido.
En el ejemplo ilustrado en las figuras 4, 5 y 9,
estos órganos de estrechamiento 19 comportan una placa 20
suspendida de la cara inferior de un medio de guiado 12 y que se
extiende en el sentido de flujo de la pasta de modo que la sección
de paso de la pasta sea reducida encima de los pasos de burbujas 13,
por lo que la placa es inclinada hacia arriba para ensanchar de
nuevo la sección de paso.
Por un efecto Venturi se crea así una
aceleración de la velocidad de la pasta que es máxima en el lugar de
los pasos de burbujas 13 para aspirar en la pasta las burbujas que
salen de estos pasos. Es importante que esta aceleración de la
velocidad de la pasta ocurra directamente antes del mezclado de las
burbujas con la pasta, para ajustar la diferencia de velocidad
entre las burbujas y la pasta de modo que se optimice la eficacia
de captura de las partículas hidrófobas de la pasta por las burbujas
y se facilite la subida de las burbujas del nivel inmediatamente
inferior.
La relación entre la velocidad de circulación de
las burbujas y la velocidad de circulación de la pasta está
ventajosamente comprendida entre 0,5 y 2 y preferiblemente entre 0,7
y 1,3. Esta relación puede obtenerse imprimiendo a la pasta una
velocidad de aproximadamente 1,7 m/s al nivel de la entrada
principal 3 y imprimiendo a las burbujas una velocidad de
aproximadamente 2,1 m/s al nivel del inyector 11, es decir, un ratio
de aproximadamente 1,23.
Así, tras el mezclado de la pasta que acaba de
ser acelerada con las burbujas que penetran por el paso de burbujas
13 y gracias a esta conformación según la invención de cada nivel,
la energía cinética de la pasta es parcialmente transformada en
presión estática para:
- a)
- aumentar el tiempo de contacto entre la pasta y las burbujas,
- b)
- facilitar la separación entre la pasta y las burbujas,
\global\parskip0.930000\baselineskip
- c)
- reducir la pérdida de presión total,
- d)
- permitir una nueva aceleración de la pasta al principio del nivel siguiente.
Eso permite a la vez superponer un gran número
de niveles al tiempo que se tiene una presión estática la más baja
en el punto de introducción de las burbujas, con vistas a minimizar
el consumo de energía.
Para impedir que las burbujas liberadas de la
pasta suban demasiado lejos siguiendo la cara inferior de los
medios de guiado 12 de forma helicoidal, se dispone un órgano
vertical que forma un obstáculo 21 en la cara inferior de los
medios de guiado inmediatamente detrás de estos pasos de burbujas 13
(véanse las figuras 8 y 9).
Gracias a la forma inclinada de esta superficie
inferior de los medios de guiado 12, en combinación con este órgano
que forma un obstáculo 20, se forma un espacio libre 22 de
concentración de las burbujas ascendientes inmediatamente debajo de
cada paso de subida de burbujas 13.
La figura 8 muestra, en vista en desglose, una
giro completo (T), o espira, de los medios de guiado 12 con
indicaciones del flujo de la pasta mediante flechas más espesas y
más largas y la subida de las burbujas mediante flechas más cortas
y más delgadas. Se puede ver en ella que las burbujas que suben por
un paso de burbujas 13 son en primer lugar mezcladas en la pasta y
arrastradas por esta última, para a continuación liberarse para
subir siguiendo la cara inferior inclinada de la forma en
espiral.
Los pasos de burbujas 13 comprenden a cada nivel
al menos una entrada de burbujas 23 en la cara inferior de los
medios de guiado 12 y al menos una salida de burbujas 24 en la cara
superior de estos últimos.
Cada nivel comprende ventajosamente una
pluralidad de pasos de burbujas 13 yuxtapuestos sobre toda la
anchura del trayecto de guiado de la pasta, para mejor distribuir
las burbujas en la misma.
En los ejemplos ilustrados en las figuras, la
salida de burbujas 24 es de cada paso de burbujas 13 desfasada
hacia el lado a valle respecto a la entrada de burbujas 23 en el
sentido de flujo de la pasta hacia la salida de burbujas 24.
Este desfase se obtiene gracias a que los pasos
comportan elementos alargados 25 dispuestos en el sentido de flujo
de la pasta en la cara superior de los medios de guiado 12 y cuyo
extremo a valle forma la salida de burbujas 24, mientras que su
extremo a monte es cerrado por un elemento 26 inclinado según un
ángulo \alpha en el sentido de flujo de la pasta.
En sección transversal, estos elementos
alargados 25 presentan ventajosamente una forma en V (o en ½ luna)
cuyo vértice está dirigido hacia arriba. La cara opuesta de esta
forma en V está dirigida hacia abajo y se extiende parcialmente en
la cara superior de los medios de guiado 12 y parcialmente en la
salida de burbujas 24.
La figura 10 muestra que estos elementos
yuxtapuestos son ligeramente inclinados hacia el eje del recinto 2,
para mejor seguir el flujo de la pasta. Por la misma razón, el
elemento de cierre 26 del elemento alargado 25 está preferiblemente
inclinado según un ángulo \beta, para ser alineado a lo largo de
un radio r del recinto 2. De este modo se evita una pérdida de
carga inútil cuando la pasta pasa sobre los elementos alargados 25
que forman les pasos de las burbujas 13.
Con este uso de una pluralidad de elementos
alargados 25 que definen, cada uno, una salida de burbujas 24, sólo
se necesita una entrada de burbujas 23 que es común para todos los
pasos 13.
Para estabilizar la circulación en la celda de
flotación, el circuito de recirculación 7 comprende un contenedor
de pasta 27 (véase la figure 2) que recibe la pasta que sale por la
salida secundaria 8 del recinto 2 y la envía hacia la entrada
secundaria 9 del mismo, pasando por la bomba 10 y el inyector de
aire 11. Este contenedor de pasta recibe también la pasta que sale
del recinto por la salida principal 12 tras su paso en la parte
baja del recinto. Una parte de la pasta destintada es de nuevo
mezclada en el contenedor de pasta con la pasta procedente del
circuito de recirculación 7, mientras que el resto de la pasta
destintada sale del contenedor de pasta por una salida 28 en forma
de aceptados finales.
La celda de flotación 1 se presta fácilmente a
una disposición en batería con varias celdas del mismo tipo. Todas
las celdas pueden entonces ventajosamente ser conectadas a un
circuito de recirculación común 7. Además, una sola bomba 10 es
necesaria para varios inyectores 11 asociados con una celda
respectiva.
En el caso de esta disposición en batería, todas
las celdas 1 son, a monte de las entradas principales 4,
ventajosamente conectadas a un contenedor de pasta auxiliar 29
utilizado par bien distribuir la pasta hacia las distintas
celdas.
Las figuras 13 y 14 muestran de modo esquemático
un segundo modo de realización de la celda de flotación 30 según la
invención. Los elementos idénticos o similares llevan los mismos
números de referencia que los elementos ya descritos con referencia
a las figuras 1 a 12.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La celda de flotación 30 comporta un recinto 31
de forma globalmente paralelepipédica, aquí rectangular y mucho más
largo que ancho, en el interior del cual son dispuestos medios de
guiado de la pasta hacia abajo, de un nivel superior hacia un nivel
inferior. Estos medios de guiado comportan elementos transversales
alargados 32 que se extienden a ambos lados del eje
A-A del recinto para formar un trayecto de guiado en
zigzag.
Cada elemento transversal 32 conecta dos paredes
laterales 33 opuestas y paralelas entre sí. En el ejemplo
ilustrado, cada elemento transversal 32 presenta una superficie
superior que es esencialmente horizontal, mientras que su cara
inferior es inclinada hacia arriba para guiar las burbujas liberadas
de la pasta durante su desplazamiento hacia arriba.
Aquel (32') de los extremos del elemento
transversal 32 que es más espeso es redondeado y define con una
parte de pared lateral también redondeada 34 la sección de paso de
la pasta de un nivel superior hacia un nivel inferior. El extremo
opuesto (32'') del elemento transversal 32, que es el más delgado,
es biselado y asociado a un elemento de guiado de burbujas 35 que
se extiende delante de este extremo delgado (32'') y parcialmente
encima de la cara superior del elemento transversal 32 de modo que
forme con este último un paso 13 para las burbujas
ascendientes.
Los elementos transversales 32 son así
dispuestos alternativamente de modo que el extremo espeso 32' sea
siempre dispuesto encima del extremo delgado 32'' del elemento
transversal colocado inmediatamente debajo, de modo que forme con
la parte de pared rotondeada 34 órganos de estrechamiento que se
extienden en el interior del trayecto de guiado de modo que se
reduzca progresivamente la sección de paso de la pasta
inmediatamente a monte de los pasos de burbujas 13 de cada nivel de
la celda.
Por otro lado y al igual que en el modo de
realización descrito precedentemente, un espacio libre de
concentración de burbujas 22 es creado inmediatamente debajo de
cada paso de burbujas 13 por los elementos transversales 32 y las
partes de pared lateral retondeada 34.
En la parte baja, un elemento transversal 32 es,
en uno de sus extremos, conectado a una pared del recinto 31 de
modo que se desvíe toda la pasta de papel hacia una salida
secundaria 8 que lleva a un circuito de recirculación 7, tal como
aquel descrito con referencia a las figuras 1 a 3.
En un modo de realización particular de la
invención, las paredes del trayecto de guiado formado por dichos
medios de guiado 13 se apartan desde el paso de burbujas 13 y en el
sentido de flujo de la pasta, formando así un ligero incremento de
la sección del trayecto de guiado. Este último presenta entonces la
forma de un ensanchamiento al menos en una porción que se extiende
a valle de dichos pasos de burbujas 13.
En otro modo de realización particular de la
invención, visible en las figuras 16 y 17, el trayecto de guiado
formado por estos medios de guiado 12 comporta una sección
sustancialmente constante al menos en una porción que se extiende a
valle de dichos pasos de burbujas.
La sección sustancialmente constante del
trayecto de guiado permite una desaceleración de la pasta por efecto
de pared, para la liberación de las burbujas.
Preferiblemente, los medios de guiado 12 son, en
su cara superior, inclinados hacia arriba paralelamente a las
superficies inferiores de modo que formen un trayecto de guiado 13
ascendiente en el sentido de flujo de la pasta. Este trayecto de
guiado inclinado 13 se extiende al menos en una porción a valle de
dichos pasos de burbujas. Esta inclinación ascendiente aumenta la
desaceleración de la pasta para la liberación de las burbujas.
Los demás elementos de estos modos de
realización no se describirán en detalle, ya que son los mismos que
aquellos ya descritos con referencia al primer modo de
realización.
Obviamente, esta celda de flotación 30 puede
también ser dispuesta en batería con varias celdas según la
invención.
El funcionamiento de las celdas es estrictamente
el mismo para el primer y el segundo modo de realización. Se
introduce la pasta de papel bajo presión en el recinto 2, 31 por la
entrada principal 3, a continuación desciende según el trayecto de
guiado por la presión y por gravedad hasta que llegue en la parte
baja en la cual es desviada hacia la salida secundaria 8 para
entrar en el circuito de recirculación. Desde este circuito de
recirculación, la pasta pasa por una bomba 10 y aire es añadido por
un inyector 11 antes de la reinyección de la pasta en el recinto 2,
31 a través de la entrada secundaria 9. En la zona de separación de
burbujas 14 de la parte baja, burbujas son liberadas de la pasta y
suben siguiendo las caras inferiores de los medios de guiado (12;
13) para llegar en los pasos de burbujas 13 hacia el nivel
inmediatamente superior en el cual son de nuevo mezcladas con la
pasta para cargarse de partículas hidrófobas. Las burbujas suben
hasta la parte alta del recinto para formar allí una espuma
evacuada a través de la salida de espuma 6. La pasta destintada
sale del recinto por la salida principal 4 en el fondo de la parte
baja para ser recuperada en forma de aceptados finales, sea
directamente, sea tras haber pasado de nuevo por el contenedor de
pasta.
Claims (37)
1. Proceso de destintado de pasta de papel en el
cual la pasta a destintar es puesta en circulación en una celda de
flotación (1; 30) que comporta un recinto (2; 31) de eje vertical
(A-A), desplazándose la pasta hacia abajo pasando
sucesivamente por una pluralidad de niveles (E1, ... En) en cada uno
de los cuales es atraversada por burbujas de aire introducidas en
la parte baja del recinto y que se desplazan hacia arriba pasando
por pasos de burbujas (13) previstos entre los niveles sucesivos,
mezclándose las burbujas con la pasta y separándose de nuevo de la
misma en cada nivel para formar, cuando llegan arriba, una espuma
(5) cargada de partículas hidrófobas que es evacuada, siendo la
pasta de papel destintada evacuada en la parte baja del recinto y,
durante su desplazamiento hacia abajo, guiada por medios de guiado
(12; 32) que se extienden a ambos lados del eje
(A-A) de dicho recinto de modo que formen un
trayecto de guiado en el cual son previstos dichos pasos de
burbujas (13), siendo las burbujas en el interior de cada nivel (En,
... E1) susceptibles de subir siguiendo la cara inferior de dichos
medios de guiado (12; 32) de modo que lleguen en dichos pasos de
burbujas (13) para pasar a un nivel superior, caracterizado
por que se crea una aceleración de la velocidad de la pasta en el
lugar de dichos pasos de burbujas (13) para así aspirar las burbujas
que salen de dichos pasos para mezclarlas con la pasta, siendo
dicha aceleración de la pasta obtenida reduciendo progresivamente
la sección de paso de la pasta en dichos medios de guiado (12; 32)
inmediatamente a monte de dichos pasos de
burbujas.
burbujas.
2. Proceso de destintado según la reivindicación
1, caracterizado por que la relación entre la velocidad de
circulación de las burbujas y la velocidad de circulación de la
pasta está ventajosamente comprendido entre 0,5 y 2,
preferiblemente entre 0,7 y 1,3.
3. Proceso de destintado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se
disponen dichos medios de guiado (12) de modo que formen un trayecto
de guiado helicoidal.
4. Proceso de destintado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se
disponen dichos medios de guiado (12) de modo que formen un trayecto
de guiado que presenta la forma de un ensanchamiento al menos en una
porción que se extiende a valle de dichos pasos de burbujas
(13).
5. Proceso de destintado según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que se disponen
dichos medios de guiado (12) de modo que formen un trayecto de
guiado de sección sustancialmente constante al menos en una porción
que se extiende a valle de dichos pasos de burbujas (13).
6. Proceso de destintado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se
disponen dichos medios de guiado (12) de modo que formen un
trayecto de guiado que es ascendiente en el sentido de flujo de la
pasta y que se extiende al menos en una porción a valle de dichos
pasos de burbujas (13).
7. Proceso de destintado según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que se disponen
dichos medios de guiado (32) de modo que formen un trayecto de
guiado en zigzag.
8. Proceso de destintado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se
concentran las burbujas liberadas de la pasta en un espacio libre
(22) previsto inmediatamente debajo de cada paso (13) de subida de
burbujas.
9. Proceso de destintado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se impide
la subida de las burbujas inmediatamente detrás de dichos pasos de
burbujas (13) para obligar que las burbujas pasen directamente por
dichos pasos.
10. Proceso de destintado según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que a
cada nivel, las burbujas de aire que salen de dichos pasos de
burbujas (13) son distribuidas sobre toda la anchura del trayecto
de guiado de la pasta.
11. Proceso de destintado según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se
desvía, antes de su llegada en la parte baja, toda o parte de la
pasta hacia un circuito de recirculación (7) para reinyectarla en
dicha parte baja del recinto, siendo dichas burbujas además
separadas de la pasta reinyectada en una zona de separación (14)
definida en dicha parte baja del recinto (2; 31).
12. Proceso de destintado según la
reivindicación 11, caracterizado por que dicho circuito de
recirculación (7) en el cual se hace recircular la pasta comprende
un contenedor de pasta (27).
13. Proceso de destintado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que se evacúa
la pasta destintada por una salida principal (3) en la parte baja de
dicho recinto (2), siendo dicha salida principal puesta en
comunicación con un elemento tubular central (16) por el cual la
pasta es susceptible de subir.
14. Proceso de destintado según la
reivindicación 12, caracterizado por que la pasta destintada
es de nuevo alimentada hacia dicho contenedor de pasta (27) que
entrega los aceptados finales.
15. Proceso de destintado según cualquiera de
las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por que se
colocan varias celdas (1; 30) en batería conectándolas a un circuito
de recirculación común (7).
16. Proceso de destintado según la
reivindicación 15, caracterizado por que se conecta el
conjunto de las celdas (1) a un contenedor de pasta auxiliar común
(29) que se utiliza para distribuir la pasta a destintar antes de
alimentar dichas celdas.
17. Celda de flotación para la implementación
del proceso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 16, que
comprende un recinto (2; 31) de eje vertical (A-A)
que comporta en su parte alta una entrada principal (3) para la
pasta a destintar y en su parte baja una salida principal (4) para
evacuar la pasta destintada, desplazándose la pasta hacia abajo
pasando por niveles sucesivos (E1, ... En) provistos de pasos de
burbujas (13) introducidas en la parte baja del recinto (2; 31) y
que pasan por dichos pasos (13) de un nivel a un nivel superior al
tiempo que se mezclan de nuevo con la pasta, subiendo dichas
burbujas hasta en la parte alta en la cual forman una espuma (5)
cargada de partículas hidrófobas y evacuada por una salida de
evacuación de espuma (6), comportando dicha celda medios de guiado
(12; 32) de la pasta que se extienden a ambos lados del eje
(A-A) de dicho recinto (2; 32) de modo que formen un
trayecto de guiado de la pasta y en los cuales son previstos dichos
pasos de burbujas (13), siendo dichos medios de guiado (12; 32) en
su cara inferior inclinados hacia arriba para el guiado de las
burbujas liberadas de la pasta hacia dichos pasos de burbujas (13),
caracterizada por que dicha celda comporta órganos de
estrechamiento (19; 32, 34) que se extienden en el interior del
trayecto de guiado de modo que se reduzca progresivamente la sección
de paso de la pasta inmediatamente a monte de dichos pasos de
burbujas de cada nivel (E1, ... En) de la celda (1; 30), para crear
una aceleración de la velocidad de la pasta en el lugar de dichos
pasos de burbujas (13), para así aspirar las burbujas que salen de
dichos pasos para mezclarlas con la pasta.
18. Celda de flotación según la reivindicación
17, caracterizada por que dicho trayecto de guiado formado
por dichos medios de guiado (12) tiene una forma helicoidal.
19. Celda de flotación según cualquiera de las
reivindicaciones 17 ó 18, caracterizada por que dicho
trayecto de guiado formado por dichos medios de guiado (12)
presenta la forma de un ensanchamiento al menos en una porción que
se extiende a valle de dichos pasos de burbujas (13).
20. Celda de flotación según cualquiera de las
reivindicaciones 17 ó 18, caracterizada por que dicho
trayecto de guiado formado por dichos medios de guiado (12) tiene
una sección sustancialmente constante al menos en una porción que
se extiende a valle de dichos pasos de burbujas (13).
21. Celda de flotación según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 20, caracterizada por que dicho
trayecto de guiado formado por dichos medios de guiado (12) es
ascendiente en el sentido de flujo de la pasta y se extiende al
menos en una porción a valle de dichos pasos de burbujas (13).
22. Celda de flotación según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 21, caracterizada por que dicho
trayecto de guiado formado por dichos medios de guiado (32) tiene
una forma en zigzag.
23. Celda de flotación según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 22, caracterizada por que las burbujas
liberadas de la pasta son concentradas en un espacio libre (22)
previsto a cada nivel inmediatamente encima de cada paso (13) de
salida de burbujas.
24. Celda de flotación según la reivindicación
23, caracterizada por que comporta un órgano que forma un
obstáculo (21) a la subida de las burbujas dispuesto en la cara
inferior de dichos medios de guiado (12) inmediatamente detrás de
dichos pasos de burbujas (13).
25. Celda de flotación según la reivindicación
24, caracterizada por que dicho órgano que forma un obstáculo
(21) conecta la cara superior de dichos órganos de estrechamiento
(19) a la cara inferior de los medios de guiado (12).
26. Celda de flotación según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 25, caracterizada por que los pasos de
burbujas (13) comprenden a cada nivel (E1, ... En) al menos una
entrada de burbujas (23) en la cara inferior de los medios de
guiado (12; 32), y al menos una salida de burbujas (24) en la cara
superior de los mismos, siendo dicha salida de burbujas desfasada
hacia el lado a valle respecto a dicha entrada de burbujas (23), en
el sentido de flujo de la pasta en dicha salida de burbujas
(24).
27. Celda de flotación según la reivindicación
26, caracterizada por que cada nivel (E1, ... En) comprende
una pluralidad de pasos (13) de burbujas yuxtapuestos sobre toda la
anchura del trayecto de guiado de la pasta.
28. Celda de flotación según la reivindicación
27, caracterizada por que dicha pluralidad de pasos de
burbujas (13) comporta una entrada de burbujas (23) en común.
29. Celda de flotación según cualquiera de las
reivindicaciones 26 a 28, caracterizada por que dichos pasos
de burbujas (13) comportan un elemento alargado (25) cuyo extremo a
valle forma dicha salida de burbujas (24), mientras que su extremo
a monte es cerrado por un elemento inclinado en el sentido de flujo
de la pasta.
30. Celda de flotación según la reivindicación
29, caracterizada por que dicho elemento alargado (25)
presenta en sección una forma en V (o en ½ luna) cuyo vértice está
dirigido hacia arriba.
31. Celda de flotación según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 30, caracterizada por que comporta una
salida secundaria (8) a través de la cual la pasta es además
desviada hacia un circuito de recirculación (7) para a continuación
ser reinyectada a través de una entrada secundaria (9) en el recinto
(2; 31), siendo dicha salida secundaria (8) asociada con elementos
transversales (15; 32) que permiten desviar toda o parte de la
pasta hacia dicho circuito de recirculación (7) a través de dicha
salida secundaria (8).
32. Celda de flotación según la reivindicación
31, caracterizada por que comprende una zona de separación
(14) de las burbujas definida en la parte baja del recinto (2; 31)
para separar dichas burbujas de la pasta reinyectada a través de
dicha entrada secundaria (9) antes de ser evacuada a través de dicha
salida principal (4).
33. Celda de flotación según una de las
reivindicaciones 31 ó 32, caracterizada por que dicho
circuito de recirculación (7) comprende un contenedor de pasta
(27).
34. Celda de flotación según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 33, caracterizada por que dicha salida
principal (4) de la pasta en la parte baja de dicho recinto está en
comunicación con un elemento tubular central (16) por el cual la
pasta destintada es susceptible de subir para ser evacuada de la
celda.
35. Celda de flotación según la reivindicación
33, caracterizada por que dicha salida principal (4) es
conectada a dicho contenedor de pasta (27) que entrega los aceptados
finales.
36. Dispositivo de flotación,
caracterizado por que comporta varias celdas (1; 30) según
cualquiera de las reivindicaciones 11 a 35 dispuestas en batería y
conectadas a un circuito de recirculación común (7).
37. Dispositivo de flotación según la
reivindicación 36, caracterizado por que todas las celdas (1;
30) son conectadas a un contenedor de pasta auxiliar común (29)
dispuesto a monte de dichas entradas principales (3) de dichos
recintos (2; 20 31).
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